Tout savoir sur l’amidon : sa description, son origine, sa structure, ses propriétés et ses applications
Le mot « amidon » vient du latin amylum ou amulum, et fait référence à son état non moulu. Il s’agit d’un glucide qui se trouve dans les organes de stockage de diverses plantes. Il est formé par la combinaison de deux homopolymères distincts : l’amylose et l’amylopectine. Il peut se dégrader naturellement dans l’environnement.
Description de l’amidon
L’amidon est décrit comme un glucide complexe, ce qui signifie qu’il est composé de plusieurs unités de sucres simples, appelées D-glucose. Il est classé comme un polysaccharide, ce qui indique que c’est une grosse molécule formée par la liaison de nombreuses unités de glucoses. Sa masse volumique est de 1,5 g/cm3. Il est soluble dans la pyridine, dans l’éthanol et dans l’eau, mais il est insoluble dans les solvants organiques.
L’amidon possède une texture de poudre blanche dénuée d’odeur mélangée à des granules semi-cristallins. Pour les végétaux supérieurs, il s’agit d’une molécule de réserve. Il est également souligné que de nombreux aliments tels que les légumes, les pommes de terre et les céréales sont riches en ce nutriment. Le glycogène est son équivalent chez les champignons et les animaux.
Origine de l’amidon
L’amidon est présent dans des organes de stockages de diverses plantes.
Dans les graines, en particulier, celles des céréales telles que le blé et le maïs, ainsi que les légumineuses comme le haricot et les pois.
Dans les tubercules (de la patate douce et de la pomme de terre) et dans les rhizomes (du manioc).
Dans des fruits, par exemple la châtaigne et la banane.
Il est à noter que lorsque ce glucide complexe provient de parties végétales souterraines, le terme « fécule » est utilisé pour le décrire.
Cette substance se trouve également dans les organes photosynthétiques des plantes, particulièrement dans les feuilles. Dans ce contexte, elle est désignée comme de l’amidon transitoire, car sa synthèse a lieu durant la journée pendant que la photosynthèse est active. Ensuite, elle est décomposée durant la nuit afin de fournir de l’énergie et du carbone aux autres organes de la plante.
Structure de l’amidon
L’amidon est constitué d’un mélange de deux homopolymères qui sont l’amylopectine et l’amylose. Ces derniers sont composés de D-anhydroglucopyranose (AGU). Ces unités font partie de la famille des polysaccharides, également appelées polyosides. Leur formule chimique est (C6H10O5)n. Les unités AGU sont connectées les unes aux autres par des liaisons α (1-4), ce qui est généralement une caractéristique des polyosides de stockage. De plus, des liaisons α (1-6) sont responsables des ramifications présentes dans la structure de la molécule.
Ces deux homopolymères se distinguent par leur niveau de ramification et de polymérisation.
L’amylopectine est une molécule avec de longues branches se formant toutes les 20 à 30 unités de glucoses par le biais de liaisons α (1-6). Elle possède une masse moléculaire estimée entre 1 000 000 et 100 000 000 daltons. Son degré de branchement est d’environ 5 %, et la chaîne complète peut comprendre entre 10 000 et 100 000 unités de glucose, d’après les estimations scientifiques.
L’amylose présente une légère ramification avec de courtes branches. Sa masse moléculaire varie de 10 000 à 1 000 000 daltons, et sa molécule est constituée de 600 à 1 000 unités de glucose.
Le rapport entre l’amylose et l’amylopectine varie en fonction de l’origine de l’amidon. Parfois, la présence de phytoglycogène est observée, représentant entre 0 et 20 % de sa composition. Ce type de glycogène est une version similaire de l’amylopectine, mais il présente des ramifications à chaque intervalle de 10 à 15 résidus de glucose.
Propriétés chimiques de l’amidon
Dans des conditions de température et de pression ordinaires, l’amidon ne se dissout ni dans l’eau ni dans d’autres solvants aqueux. Cependant, des environnements acides, basiques ou l’utilisation de la sonication peuvent altérer sa structure de manière à le rendre soluble dans l’eau. Néanmoins, ces traitements endommagent ses molécules.
Ce glucide complexe se dissout dans le diméthylsulfoxyde, un solvant organique, dans des conditions modérées. De plus, l’ajout de sels, tels que le bromure de lithium ou le chlorure de lithium, est utilisé pour prévenir la rétrogradation de l’amylose.
D’autre part, en mélangeant cette substance avec de l’eau, une suspension appelée « lait d’amidon » est obtenue. Cette substance formée est instable, il faut donc la chauffer à 60 °C pour qu’elle devienne épaisse et partiellement transparente.
Lorsqu’il est en présence d’une solution iodo-iodurée, ce produit présente une couleur violette. Ce changement de teinte est le résultat de la réaction entre l’amylose et l’iode.
La liqueur de Fehling est une solution utilisée pour tester la présence de composés réducteurs, tels que les aldéhydes. L’amidon possède une capacité réductrice altérée, due à la présence d’une fonction aldéhyde appelée « acétal (RO-CH-RO) ». Ainsi, dans ce contexte, il ne manifeste pas de réduction en présence de cette liqueur.
Individuellement, une molécule d’amylose forme une hélice droite. Dans cette structure, six unités de glucose sont présentes pour chaque tour complet de la structure.
Amidon en nutrition
Le tableau ci-dessous présente quelques exemples d’aliments et leur teneur en amidon.
Aliments
Teneur moyenne en amidon (en g/100 g)
Semoule
14,6
Pois chiche
40
Pain
45,4
Lentilles
49,3
Quinoa
52,2
Farine de blé T45
69,3
Farine de riz
70
Les aliments qui contiennent de l’amidon sont catégorisés dans la classe des féculents. Leur teneur en glucose rend ces aliments significatifs pour l’apport énergétique. De même, ils sont appréciés pour la sensation de satiété qu’ils induisent, la variabilité des indices glycémiques et la création de réserves énergétiques sous forme de glycogène dans le corps.
Applications de l’amidon
L’amidon peut être utilisé dans plusieurs domaines.
En agroalimentaire, il est employé dans la conception de boissons, de confiseries, de plats préparés, et dans la boulangerie. Le produit qui provient des céréales (riz brun, maïs, orge maltée, etc.) est utilisé dans la fabrication d’édulcorants tels que les sirops. Lorsqu’il provient de pois, il présente un pouvoir texturant particulièrement utile dans la fabrication de sauces et de crèmes.
Cette molécule, le plus souvent extraite de la pomme de terre, est soumise à diverses transformations industrielles. Ces modifications peuvent être physiques, physico-chimiques, chimiques, ou biologiques. Ces opérations lui confèrent des propriétés spécifiques en fonction des besoins de l’industrie.
Modifications biologiques
Des enzymes sont utilisées pour dégrader l’amidon de manière contrôlée, conduisant à des changements dans sa composition et ses propriétés.
Modifications chimiques
Elles consistent à introduire des modifications au niveau moléculaire affectant sa structure chimique.
Modifications physico-chimiques
La dextrinisation à haute température et à pH extrême implique des changements tant dans les propriétés physiques que chimiques du composé.
Modifications physiques
Ces transformations incluent des procédés tels que la précuisson sur cylindre, l’extrusion, ou l’atomisation en tour. Ces méthodes visent à altérer la structure physique de l’amidon sans modifier sa composition chimique.
Dans l’industrie chimique, ce composé polyvalent se prête à diverses applications, telles que :
la production de bioéthanol par le biais du processus de fermentation ;
l’utilisation en tant qu’excipient et le pelliculage de comprimés dans le secteur pharmaceutique ;
le blanchiment, le couchage et la fabrication de colle pour l’industrie du carton et du papier.
Il peut aussi être appliqué dans la création de produits de matériaux de construction, d’adhésifs, de détergents ainsi que de cosmétiques.
Gestion de l’amidon
La fluidité de la poudre d’amidon dépend de sa nature, de sa provenance (graines, racines, tubercules, etc.) et du taux d’humidité. Si ce dernier est élevé, il peut entraîner la formation de grumeaux susceptibles de bloquer certains équipements. Il est nécessaire de le stocker dans un endroit sec, frais, ventilé et hermétique. Ces conditions visent à préserver sa qualité, et à éviter tout risque associé à son stockage.
L’amidon doit être manipulé avec prudence. Il est important de l’éloigner de toute source d’ignition, et de ne pas le soumettre à des températures excessivement élevées. Sa poudre présente un risque d’explosibilité lorsqu’elle est mélangée à l’air. Par conséquent, il est essentiel de prévenir l’accumulation de poussières, et de choisir des équipements adaptés à cette particularité.
